高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计分析 高磊

发表时间:2020/7/22   来源:建筑模拟2020年第6期   作者:高磊
[导读] 高层建筑采用钢筋混凝土剪力墙结构可以缩减建筑成本,提高建筑的稳固性与实用性。本文首先介绍高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计的受力特点,其次分析高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计原则,最后总结高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计要点。
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        摘要:高层建筑采用钢筋混凝土剪力墙结构可以缩减建筑成本,提高建筑的稳固性与实用性。本文首先介绍高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计的受力特点,其次分析高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计原则,最后总结高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计要点。
        关键词:高层建筑;钢筋混凝土;剪力墙结构
       
        引言:城市人口不断增多,导致严重的住房问题,在建筑施工中出现越来越多的高层建筑。钢筋混凝土剪力墙结构具有一定的经济适用性,可以提高建筑的稳定性与安全性。同时,它可以高效的解决建筑结构内部受力问题,对房间进行合理布局,提高空间的利用率。
        一、高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计的受力特点
        从钢筋混凝土剪力墙结构在高层建筑行业的实际应用出发,它具有抗震性好、受力性强、稳定性高的特点。它不仅有纵向的结构,还有横向的结构,加上高层建筑屋顶,具有强大的承力功能。此外,钢筋混凝土剪力墙结构是由钢筋混凝土和剪力墙这两部分组成,当其外部受力时,会发挥各自的结构特点,降低压力对墙体的影响,增强高层建筑工程的质量。同时,发生地震时,钢筋混凝土剪力墙结构能承载一部分的压力负荷,为人们的逃生提供安全保证。
        二、高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计原则
        第一,要保障建筑的抗震性,具有较强的承载力的原则。在设计钢筋混凝土剪力墙结构时应该充分考虑结构的安全性,保障楼体的承载能力。应该对剪力墙的厚度与钢筋的数量进行合理配置,提高剪力墙的刚性,保障抗震能力。需要结合水平位移的控制力和抗震要求,设置对应数量的剪力墙。第二,借鉴材料力学的相关知识,完善结构设计。缩减短小肢墙的数量,缩减支出成本。降低强肢的差异性,从分发挥力学的作用,加强楼体的稳定性。第三,为了保障剪力墙结构的合理性,就要把控好材料和开洞问题。采用钢筋混凝土剪力墙结构能够缩减钢筋的用量,降低材料的损耗,提高建筑企业的实际经济收益。在高层建筑中排除门窗外,还需要设置一部分的结构洞。所以在建筑时可以通过增加剪力墙的长度,避免设置结构洞,提高房屋的美观性。
        三、高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计要点
        (一)水平荷载设计
        明确水平负荷方面的要求。高层建筑的承载力与其内部的结构、房屋的高度、弯矩的体积有直接的关系。与低层建筑的根本区别是,高层建筑有规定的数值,可以对建筑的承载力和负荷能力进行界定,定义结构的稳定程度。在进行钢筋混凝土剪力墙设计之前工程技术人员应该进行水平荷载设计,要切实保证剪力墙结构的科学合理性。应该根据高楼的自重和其荷载情况,进行基础结构的规划。之后进行精准的比例计算,保障各个数据间的合理性。还需要结合力学分布的相关知识,考核结构设计的合理性,保证高层钢筋混凝土结构的水平荷载设计达到施工的基本要求,促进工程建设的顺利开展。
        (二)轴向变形控制设计
        设计人员完成水平荷载设计之后,就需要进行轴向变形控制设计。再具体的工程中要避免轴向的变形,所以应该对钢筋混凝土技术进行更深层次的轴向变形控制设计,保障楼体结构的稳定性。剪力墙结构会产生一定的竖向自重,且会随着其体积的增加而增加。同时,建筑体的自重也会加强建筑本身的承载力,应该制定对应的解决方案,避免轴向变形的情况,提高建筑的质量,消除安全隐患。


        (三)墙肢连梁设计
        在高层钢筋混凝土剪力墙结构的设计中要牢牢把握墙肢连梁设计,从根本上保障墙体结构的稳定性,有效防止因连梁破坏而影响建筑的抗震性与平稳性。首先,根据建筑要求可知,建筑设计人员应该结合建筑高度需求,科学设置墙肢连梁的刚度,不能人为的去加大连梁的纵向的钢筋,使连梁能够承受剪力墙结构的强度。其次,在实际的施工过程中,箍筋会在人为因素的影响下产生一定的损耗。设计人员可以结合这个问问题为出发点,精准计算出连梁结构的具体取值范围。最后,在进行剪力墙连梁设计时,应该精准计算连梁截面抗剪性的取值。值得注意的是,当时实际的比值大于3时,设计人员应该采用扩大系数比值范围的方式进行计算,以便更加精准的确定数值。
        (四)剪力墙的墙身设计
        在进行钢筋混凝土剪力墙结构的墙身设计时,应该确定好剪力墙结构的具体数值。在施工前做好准备工作,统计好需要的钢筋数量,对材料进行合理配置。在设计施工的过程中,还要计算墙的斜截面和抗压的承载力,保障墙体结构与钢筋数量的匹配度。此外,在进行钢筋混凝土剪力墙结构设计时,一般采用纵向与水平的放置模式。在进行结构设计时,要根据高层建筑对抗震性的要求,设置合适的墙体厚度,要充分发挥剪力墙防震抗压的优势。在具体设置时,剪力墙的厚度应该超过高层建筑的6.5%,要高于220cm。
        (五)结构布置设计
        在进行剪力墙结构设计时应该科学的规划剪力墙的范围。建筑工程的不断推进,房屋的高度越来越高,在水平负荷的作用下,建筑主体会发生一定的位移。所以在建筑时,要规划好剪力墙的范围,减低对楼体的压力。设计人员在进行剪力墙结构设计时,要确保高楼层高的比值与楼体的位移值保持一致。在进行结构布置设计时,要杜绝发生剪力墙主线扭曲位移或者出现偏心力的情况。此外,可以把剪力墙的偏心力的情况作为参考,计算墙体的位移比值,要把具体的数值控制在1.3以内。所以,在进行钢筋混凝土剪力墙结构布置设计时,在保证施工合理性的前提下降低实际的经济支持,提高建筑的稳定性,保障住户居住的安全性。因为发生地震时会对楼体造成一定影响,出现一定程度的位移,所以在建筑时可以适当进行结构的延展工作,保障整体的稳固性。
        (六)边缘构件设计
        在进行钢筋混凝土剪力墙结构施工时需要应用大量的零件,这就需要设计人员做好建筑前的准备工作,完善好各个零部件的设计工作,还要做好边缘构件的设计,对工程结构进行约束。在进行边缘结构设计前,要对其进行一定的了解,明确使用的位置与数量。要结合实际的施工要求,制定出高效的边缘构件设计的策略。在正式的设计阶段,设计人员应该收集箍筋和配筋的具体数值,再根据设计好的剪力墙的长度,精却把控边缘构件的规格与形状。这样可以在保障边缘构件设计科学性的基础上,提高钢筋混凝土剪力墙结构的施工水平。
        (七)施工工艺方案设计
        钢筋混凝土剪力墙结构设计时会涉及到许多的工程技术与施工技艺。在工程设计的起步阶段,设计师要参考具体的高层建筑的施工要求,结合施工的地基情况和周围的环境,以实际为出发制定科学合理的剪力墙结构设计图。在这些施工技艺中要特别注意混凝土浇筑这项工作。在进行设计规划时,应该多角度出发全方面的把控工艺的实施方向。在浇筑时要保证一次完成,设计人员要协调好浇筑工作的各个环节,保障流程的科学性。应该结合建筑施工的要求,设置浇筑速度的对应参数。在进行方案设计时,还应该注意需要浇筑的温度、水泥的含水量以及后期的保养工作。设计方案中应该明确标记好上述信息,保障设计结构的合理性,提高工程施工的质量。
        结论:综上所述,钢筋混凝土剪力墙结构是我国高层建筑行业施工技术的重中之重,提升现代工程建筑的水平。企业应该加强对钢筋混凝土剪力墙结构建筑施工技术的把控,加大资金的投入,不断改革现有的技术水平,加强施工的质量,促进整个建筑行业高速发展。
        参考文献:
        [1]于涛.高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计分析[J].城市住宅,2020,27(04):193-194.
        [2]徐铭.高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计[J].住宅与房地产,2020(06):81.
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